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蒸发器的原理是什么

发布者:江苏夏邦制冷设备有限公司 发布时间:2019/1/14 10:24:47 点击次数: 关闭

蒸发器的概念
将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾,使其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩的过程称为蒸发。蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、食品等许多工业中。
1.蒸发操作的目的
工业蒸发操作的主要目的是:
(1)稀溶液的增浓直接制取液体产品,或者将浓缩的溶液再经进一步处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如稀烧碱溶液(电解液)的浓缩、蔗糖水溶液的浓缩以及各种果汁、牛奶的浓缩等等;
(2)纯净溶剂的制取,此时蒸出的溶剂是产品,例如海水蒸发脱盐制取淡水。
(3)同时制备浓溶液和回收溶剂,例如中药生产中酒精浸出液的蒸发。
工业上被蒸发的溶液多为水溶液,故本章的讨论仅限于水溶液的蒸发。原则上,水溶液蒸发的基本原理和设备对其它液体的蒸发也是适用的。
2.蒸发流程
按照分子运动学说,当液体受热时,靠近加热面的分子不断地获得动能。当一些分子的动能大于液体分子之间的引力时,这些分子便会从液体表面逸出而成为自由分子,此即分子的汽化。因此溶液的蒸发需要不断地向溶液提供热能,以维持分子的连续汽化;另一方面,液面上方的蒸汽必须及时移除,否则蒸汽与溶液将逐渐趋于平衡,汽化将不能连续进行。
液体蒸发过程
液体蒸发的简化流程如图片所示,其主体设备—蒸发器由加热室和分离室两部分组成,其中加热室为一垂直排列的加热管束,在管外用加热介质(通常为饱和水蒸汽)加热管内的溶液,使之沸腾汽化。浓缩了的溶液(称为完成液)由蒸发器的底部排出。而溶液汽化产生的蒸汽经上部的分离室与溶液分离后由顶部引至冷凝器。为便于区别,将蒸出的蒸汽称为二次蒸汽,而将加热蒸汽称为生蒸汽或新鲜蒸汽。
对于沸点较高的溶液的蒸发,可采用高温载热体如导热油、融盐等作为加热介质,也可以采用烟道气直接加热。
1.蒸发过程的分类
(1)常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发
按蒸发操作压力的不同,可将蒸发过程分为常压、加压和减压(真空)蒸发。对于大多数无特殊要求的溶液,采用常压、加压或减压操作均可。但对于热敏性料液,例如抗生素溶液、果汁等的蒸发,为了保证产品质量,需要在减压条件下进行。减压蒸发的优点是:
①溶液沸点降低,在加热蒸汽温度一定的条件下,蒸发器传热的平均温度差增大,于是传热面积减小;
②由于溶液沸点降低,可以利用低压蒸汽或废热蒸汽作为加热蒸汽;
③溶液沸点低,可防止热敏性物料的变性或分解;
④由于温度低,系统的热损失小。但另一方面,由于沸点降低,溶液的粘度大,使蒸发的传热系数减小,同时,减压蒸发时,造成真空需要增加设备和动力。www.tshgts.com

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